1.4. Медийные микропроцессоры

С ростом популярности мультимедийных технологий, увеличением числа приложений и компаний, их разрабатывающих, все большее внимание со стороны производителей микропроцессоров уделяется поддержке алгоритмов сигнальной обработки на уровне команд микропроцессоров [8]. В микропроцессорах в настоящее время наблюдается тенденция переноса акцентов с чисто числовых операций на операции с новыми типами данных, характерными для обработки видео- и звуковой информации.

На сегодняшний день можно выделить два класса микропроцессоров, обеспечивающих поддержку мультимедиа на аппаратном уровне; это мультимедийные микропроцессоры и универсальные процессоры с мультимедийным расширением набора команд. Такая классификация отражает в первую очередь ориентацию процессоров на различные области применения. Там, где мультимедийные операции доминируют над традиционными числовыми операциями, эффективно использование мультимедийных микропроцессоров. В тех областях использования, где доля числовой обработки велика, перспективно применение универсальных процессоров с мультимедийным расширением системы команд.

К первому классу относятся рассмотренные ранее микропроцессоры общего назначения, адаптированные к требованиям мультимедиа. На сегодняшний день к данному классу можно отнести микропроцессоры UltraSPARC компании Sun Microsystem, процессоры с мультимедийным расширением системы команд (ММХ) компаний Intel - Pentium ММХ, Pentium II, Cyrix-6х86МХ (М2), AMD–К6.

Второй класс представляет собой некоторый гибрид архитектурных решений, характерных для традиционных DSP - процессоров и универсальных микропроцессоров. Микропроцессоры данного класса - медиапроцессоры, предназначены для обработки аудиосигналов, графики, видеоизображений, а также для решения ряда коммуникационных задач в мультимедиа-ПК, в игровых приставках, бытовой технике, PDA. Наибольшее внимание привлекают сегодня микропроцессоры:

• Mediaprocessor компании MicroUnity;

• Trimedia компании Philips;

• Mpact Media Engine компании Chromatic Research;

• NVI компании Nvidia;

• MediaGx компании Cyrix.

По мере того как центральные процессоры персональных компьютеров будут становиться все быстрее, ниша медиапроцессоров должна неуклонно уменьшаться. Но пока место на рынке ПК у них все же есть, они будут служить расширению функциональных возможностей персональных компьютеров, ненамного повышая стоимость последних.

1.5. Транспьютероподобные микропроцессоры

Транспьютеры представляют собой микропроцессоры [22, 28], рассчитанные на работу в мультипроцессорных системах с однотипными процессорами и аппаратную поддержку вычислительных процессов. Особенностью транспьютеров является наличие коммуникационных быстрых каналов связи, каждый из которых может одновременно передавать по одной магистрали данные в процессор, а по другой – данные из него. Типичными представителями являются транспьютеры фирмы INMOS – T414 и Т800.

Примером отечественной разработки транспьютероподобных процессоров являются микропроцессоры серии «Квант» [8]. Это семейство 32-разрядных микропроцессоров с оригинальной архитектурой, сочетающей RISC-подход с методикой длинного командного слова. Семейство характеризуется высокой степенью внутреннего параллелизма процессов обработки, конвейерным выполнением команд, Гарвардской архитектурой памяти, наличием последовательных коммуникационных каналов - линков. Были выпущены две модификации микропроцессора [8, 29]:

• «Квант-10» по технологии 2,5 мкм на трех полузаказных матричных кристаллах 1537 ХМ2, спроектированных в НИИ «Квант» и изготовленных в НИИ точной технологии, г. Зеленоград;

• «Квант-20» по технологии 1,5 мкм на одном кристалле типа U1700 фирмы ZMD (ФРГ, Дрезден), спроектированном в НИИ «Квант» и изготовленном фирмой ZMD.

Микропроцессор работает с внешними раздельными кэш-памятями команд и данных и может использовать сопроцессор. Память данных микропроцессора содержит только данные, тогда как память команд может содержать как команды, так и данные (такая архитектура памяти получила название модифицированной Гарвадской).